CN107442928B - 一种快速测定离焦量的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了激光加工技术领域的一种快速测定离焦量的方法与装置，包括激光头，所述激光头的外壁左侧下部卡接有激光头夹持部件，所述激光头夹持部件的前后表面四周均呈矩形分布有四组夹持部件定位螺钉，所述激光头夹持部件的左侧中央设有测量尺夹持部件，所述测量尺夹持部件的内腔垂直插接有测量尺，所述测量尺夹持部件的表面设有测量尺定位螺钉，所述激光头夹持部件的表面中央水平设有夹持部件通槽，可快速对离焦量进行测定，经济性好，测量灵活，结构紧凑，适用性高，适合不同种类的激光器、不同加工角度、狭小空间及复杂加工件的离焦量测定。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，具体为一种快速测定离焦量的方法与装置。
背景技术
随着高功率激光器的发展，激光加工技术在工业领域应用越来越广泛。离焦量是指激光束聚焦光斑距离被加工试件表面的距离，是影响激光加工质量的一个重要参数。目前，离焦量的测定通常采用游标卡尺和高度尺，其中，游标卡尺主要用于测量类似CO2激光头的离焦量，利用测量针进行相对离焦量测量，然后采用游标卡尺测定测量针的高度，通过公式进行计算，确定一定离焦量下的实际坐标，此种方法误差较大，测量繁琐且易受到激光头和测量工具的影响；高度尺主要用于测量光纤激光器的离焦量，这种测量方法受到加工空间、试件形状及激光头角度的影响较大，甚至对于复杂试件激光加工高度尺无法测定其离焦量。近几年，国内外都开发了利用光学测距技术进行离焦量测量，但设备操作复杂，受加工环境的影响较大，且价格较贵，实用性差，很难进行推广应用，基于此，本发明设计了一种快速测定离焦量的方法与装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速测定离焦量的方法与装置，以解决上述背景技术中提出的现有测量离焦量的装置复杂，操作繁琐且测量方法存在局限性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速测定离焦量的装置，包括激光头，所述激光头的外壁左侧下部卡接有激光头夹持部件，所述激光头夹持部件的前后表面四周均呈矩形分布有四组夹持部件定位螺钉，所述激光头夹持部件的左侧中央设有测量尺夹持部件，所述测量尺夹持部件的内腔垂直插接有测量尺，所述测量尺夹持部件的表面设有测量尺定位螺钉，所述激光头夹持部件的表面中央水平设有夹持部件通槽，所述激光头的表面下部设有激光头相对零离焦量基准线，且激光头相对零离焦量基准线与夹持部件通槽的水平分界线重合，所述夹持部件通槽的左右两侧中央均水平设有夹持部件基准线，所述测量尺夹持部件的表面左右两侧中央均设有测量尺刻度读取基准线。
优选的，所述测量尺包括离焦量测量刻度尺，且离焦量测量刻度尺的底部设有长锥形尖端。
优选的，所述激光头夹持部件为弓形卡槽式夹块。
优选的，所述测量尺夹持部件的表面设有放大透镜。
优选的，所述测量尺定位螺钉和夹持部件定位螺钉的外壁通过焊接的空心六棱柱段胶粘有内六角塑料小扳手。
优选的，该快速测定离焦量的方法包括如下步骤：
S1：在水平工作台上放置标准试样，调整激光束入射角度和激光头的高度，令激光束垂直水平面，且焦点位于试样的工作表面；
S2：在激光头合适高度标出激光头相对零离焦量基准线，并测定激光头相对零离焦量基准线距离试样表面的距离；
S3：依据激光头的尺寸进行激光头夹持部件的加工，在激光头夹持部件的前表面中部设有夹持部件通槽，并保证夹持部件基准线与激光头相对零离焦量基准线在同一水平面上；
S4：测量尺刻度加工，保证其零刻度到标准试样表面距离D等于测量尺刻度读取基准线到标准试样表面距离，此时测量值即是零离焦，其他刻度在零刻度基础上标定；
S5：测量尺固定好后，如需测量离焦量，只需调节测量尺至试样表面，从测量尺刻度读取基准线对应的标尺刻度即可读出离焦量大小，测量装置与激光头一体，随激光头角度的变化而变化，可测量激光头处于不同角度加工时的离焦量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明适用于不同的激光加工系统，测量原理清晰，结构简单，可快速对离焦量进行测定，经济性好，测量灵活，结构紧凑，适用性高，适合不同种类的激光器、不同加工角度、狭小空间及复杂加工件的离焦量测定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为图1左视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-激光头，2-测量尺，3-激光头夹持部件，4-测量尺夹持部件，5-测量尺定位螺钉，6-夹持部件定位螺钉，7-夹持部件通槽，8-测量尺刻度读取基准线，9-夹持部件基准线，10-激光头相对零离焦量基准线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种快速测定离焦量的装置，包括激光头1，激光头1的外壁左侧下部卡接有激光头夹持部件3，激光头夹持部件3的前后表面四周均呈矩形分布有四组夹持部件定位螺钉6，激光头夹持部件3的左侧中央设有测量尺夹持部件4，测量尺夹持部件4的内腔垂直插接有测量尺2，测量尺夹持部件4的表面设有测量尺定位螺钉5，激光头夹持部件3的表面中央水平设有夹持部件通槽7，激光头1的表面下部设有激光头相对零离焦量基准线10，且激光头相对零离焦量基准线10与夹持部件通槽7的水平分界线重合，夹持部件通槽7的左右两侧中央均水平设有夹持部件基准线9，测量尺夹持部件4的表面左右两侧中央均设有测量尺刻度读取基准线8。
其中，测量尺2包括离焦量测量刻度尺，且离焦量测量刻度尺的底部设有长锥形尖端，测量尺2下端采用锥形，以便于狭小区域离焦量测定，激光头夹持部件3为弓形卡槽式夹块，拆卸方便，测量尺夹持部件4的表面设有放大透镜，便于读取数值，测量尺定位螺钉5和夹持部件定位螺钉6的外壁通过焊接的空心六棱柱段胶粘有内六角塑料小扳手，方便旋动测量尺定位螺钉5和夹持部件定位螺钉6，进行快速拆装。
一种快速测定离焦量的方法，该快速测定离焦量的方法包括如下步骤：
S1：在水平工作台上放置标准试样，调整激光束入射角度和激光头1的高度，令激光束垂直水平面，且焦点位于试样的工作表面；
S2：在激光头1合适高度标出激光头相对零离焦量基准线10，并测定激光头相对零离焦量基准线10距离试样表面的距离；
S3：依据激光头1的尺寸进行激光头夹持部件3的加工，在激光头夹持部件3的前表面中部设有夹持部件通槽7，并保证夹持部件基准线9与激光头相对零离焦量基准线10在同一水平面上；
S4：测量尺2刻度加工，保证其零刻度到标准试样表面距离D等于测量尺刻度读取基准线8到标准试样表面距离，此时测量值即是零离焦，其他刻度在零刻度基础上标定；
S5：测量尺2固定好后，如需测量离焦量，只需调节测量尺2至试样表面，从测量尺刻度读取基准线8对应的标尺刻度即可读出离焦量大小，测量装置与激光头1一体，随激光头1角度的变化而变化，可测量激光头1处于不同角度加工时的离焦量。
通过上述步骤进行调试装置后，有如下三种运用情况：
1)离焦量测量：无论激光头1处于何种角度，只需机器人运行到合适位置，把测量尺2下端放置在所测试样表面，令测量尺2下端与试样表面接触，通过读取测量尺刻度读取基准线8对应的测量尺2刻度，就可以测定此位置离焦量大小。
2)离焦量定位：当激光加工开始前，需要确定合适的离焦量大小，此时只需调整所需离焦量对应的测量尺2刻度与测量尺刻度读取基准线8一致，通过测量尺定位螺钉5固定测量尺2，然后移动机器人，令激光头1处于合适位置，测量尺2下端与被加工试样表面接触，就可以定位所需离焦量。
3)当被加工试样为曲面或不规则表面时：通常采用上述2)的方法对离焦量多次定位后进行编程，定位时应注意首先移动机器人令激光头1与待加工区域相垂直，且测量尺2顶端处于待加工位置，离焦量定位完成后再移动激光头1至加工位置，这样就能够实现非平面试样的测量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种快速测定离焦量的装置，包括激光头(1)，其特征在于：所述激光头(1)的外壁左侧下部卡接有激光头夹持部件(3)，所述激光头夹持部件(3)的前后表面四周均呈矩形分布有四组夹持部件定位螺钉(6)，所述激光头夹持部件(3)的左侧中央设有测量尺夹持部件(4)，所述测量尺夹持部件(4)的内腔垂直插接有测量尺(2)，所述测量尺夹持部件(4)的表面设有测量尺定位螺钉(5)，所述激光头夹持部件(3)的表面中央水平设有夹持部件通槽(7)，所述激光头(1)的表面下部设有激光头相对零离焦量基准线(10)，且激光头相对零离焦量基准线(10)与夹持部件通槽(7)的水平分界线重合，所述夹持部件通槽(7)的左右两侧中央均水平设有夹持部件基准线(9)，所述测量尺夹持部件(4)的表面左右两侧中央均设有测量尺刻度读取基准线(8)。
2.根据权利要求1所述的一种快速测定离焦量的装置，其特征在于：所述测量尺(2)包括离焦量测量刻度尺，且离焦量测量刻度尺的底部设有长锥形尖端。
3.根据权利要求1所述的一种快速测定离焦量的装置，其特征在于：所述激光头夹持部件(3)为弓形卡槽式夹块。
4.根据权利要求1所述的一种快速测定离焦量的装置，其特征在于：所述测量尺夹持部件(4)的表面设有放大透镜。
5.根据权利要求1所述的一种快速测定离焦量的装置，其特征在于：所述测量尺定位螺钉(5)和夹持部件定位螺钉(6)的外壁通过焊接的空心六棱柱段胶粘有内六角塑料小扳手。
6.一种快速测定离焦量的方法，其特征在于：该快速测定离焦量的方法包括如下步骤：
S1：在水平工作台上放置标准试样，调整激光束入射角度和激光头(1)的高度，令激光束垂直水平面，且焦点位于试样的工作表面；
S2：在激光头(1)合适高度标出激光头相对零离焦量基准线(10)，并测定激光头相对零离焦量基准线(10)距离试样表面的距离；
S3：依据激光头(1)的尺寸进行激光头夹持部件(3)的加工，在激光头夹持部件(3)的前表面中部设有夹持部件通槽(7)，并保证夹持部件基准线(9)与激光头相对零离焦量基准线(10)在同一水平面上；
S4：测量尺(2)刻度加工，保证其零刻度到标准试样表面距离D等于测量尺刻度读取基准线(8)到标准试样表面距离，此时测量值即是零离焦，其他刻度在零刻度基础上标定；
S5：测量尺(2)固定好后，如需测量离焦量，只需调节测量尺(2)至试样表面，从测量尺刻度读取基准线(8)对应的标尺刻度即可读出离焦量大小，测量装置与激光头(1)一体，随激光头(1)角度的变化而变化，可测量激光头(1)处于不同角度加工时的离焦量。
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